(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリアリールエーテルケトンを含み、基板支持表面を有する第１誘電層と、
プラズマ処理された接合表面を有し、前記第１誘電層が接合された第２誘電層と、
前記第１誘電層と第２誘電層との間に配置されたシート電極と、
前記第１誘電層を前記第２誘電層に接合する光学的に透明な接着剤と、
を有する可撓性積層体と、
前記第２誘電層の前記プラズマ処理された接合表面に接着剤を介して接合されたペデスタルであって、前記接合表面と該ペデスタルとの間の剥離強度が、約２ポンド（約０．９１キログラム）／インチ長から約１４ポンド（約６．３５キログラム）／インチ（約２．５４センチメートル）長の間にある、前記ペデスタルと、
を含むことを特徴とする静電チャック組立体。
【請求項２】
前記電極は、約５μｍから約４０μｍの間の厚みを有する銅シートである、ことを特徴とする請求項１に記載の静電チャック組立体。
【請求項３】
前記電極は、前記第１誘電層と第２誘電層との間に電着されている、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の静電チャック組立体。
【請求項４】
前記接着剤は、約０．５ミル（約１２．７μｍ）から約１ミル（約２５．４μｍ）の間の厚みであり、前記第２誘電層の前記接合表面にペデスタルを接合する接着層であり、該接着層はアクリル又はエポキシ接着剤を含む接着層を含む、
ことを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１に記載の静電チャック組立体。
【請求項５】
前記電極は前記第２誘電層に溶着されている、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の静電チャック組立体。
【請求項６】
前記第１誘電層の前記基板支持表面は艶消し仕上げ面を有し、前記第１誘電層の第２表面は、前記第２誘電層に接合された、ことを特徴とする請求項１から３までのいずれか１に記載の静電チャック組立体。
【請求項７】
前記銅シートは、厚みの均一性が約１０％未満である、ことを特徴とする請求項２に記載の静電チャック組立体。
【請求項８】
前記第２誘電層はポリイミドを含み、前記第１誘電層は、標準グレード又は高純度グレードのポリアリールエーテルケトンを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の静電チャック組立体。
【請求項９】
前記ポリアリールエーテルケトンは、アルミニウム、アンチモン、ヒ素、バリウム、ベリリウム、ビスマス、ホウ素、カドミウム、カルシウム、クロム、コバルト、銅、ガリウム、ゲルマニウム、ハフニウム、インジウム、鉄、鉛、リチウム、水銀、マグネシウム、マンガン、モリブデン、ニッケル、ニオビウム、リン、カリウム、ルビジウム、スカンジウム、セレン、ケイ素、銀、ナトリウム、ストロンチウム、硫黄、タンタル、テルル、タリウム、スズ、チタン、タングステン、バナジウム、イットリウム、亜鉛、ジルコニウムの金属のいずれかの含有量が、１ｐｐｍより大きくない、高純度のポリアリールエーテルケトンを含む、
ことを特徴とする請求項１から３までのうちのいずれか１に記載の静電チャック組立体。
【請求項１０】
前記第１誘電層の基板支持表面は艶消し又は光沢仕上げを有することを特徴とする請求項１から３までのうちのいずれか１に記載の静電チャック組立体。
【請求項１１】
前記第２誘電層は、ポリイミドから製造されることを特徴とする請求項１から３までのうちのいずれか１に記載の静電チャック組立体。
【請求項１２】
前記第１誘電層はスプレイ蒸着処理したポリアリールエーテルケトンから製造されることを特徴とする請求項１から３までのうちのいずれか１に記載の静電チャック組立体。
【請求項１３】
ポリアリールエーテルケトン層と誘電層との間に、予め形成されたシート電極を配置すること、
前記ポリアリールエーテルケトン層と前記誘電層とを光学的に透明な接着剤を用いて互いに接合して、可撓性積層体を形成すること、
前記誘電層の表面をプラズマ処理すること、
前記誘電層の表面を基板支持ペデスタルに接着剤を介して、約２ポンド（約０．９１キログラム）／インチ（約２．５４センチメートル）長から約１４ポンド（約６．３５キログラム）／インチ（約２．５４センチメートル）長までの剥離強度で、接合すること、
を含む、静電チャック組立体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明による複数の実施形態は、一般的に処理環境において基板を保持する静電チャックに関する。
【背景技術】
【０００２】
基板処理の用途では、処理中に基板が動いたり、位置ずれを生じたりするのを防ぐために、基板を保持するチャックが使用されている。静電チャックは、静電気による吸引力を利用して、基板を所定の位置に保持するものである。この静電チャックの使用は、基板割れに関与する応力を減少させ、処理室の汚れを減少させ、かつ、低真空の環境下で基板を保持することができる、といった点で、機械式のチャック及び真空チャックに比べて利点があるため、幅広く受け入れられている。
【０００３】
典型的な静電チャックは、電気絶縁体の中に埋め込まれた電気的に導電性の電極を有する。電圧電源が、電極に対するバイアスを基板に与える。この絶縁体は、該絶縁体を通って電子が流れるのを防ぎ、該基板内と電極内に対向する極性の静電電荷を蓄えるようにする。これによって、静電力が誘起されて、基板がチャックに引きつけられ、保持される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
通常の静電チャックは、銅電極を挟む絶縁層にポリイミドを使用した多層構造である。ポリイミドは熱硬化性材料であり、高温安定性（他の有機ポリマーと比較して）と、良好な誘電特性、及び良好な機械的特性などの所望の特性を有する。しかしながら、電極を絶縁するのにポリイミドを使用すると、ある種の基板製造工程では、チャック寿命を短縮させることになる。ポリイミド及びこれに類似するポリマー材料は、ある種の処理ガス及びプラズマに対する腐食抵抗が低い。種々の基板処理作業に使われる酸素含有ガス及びプラズマは、静電チャックに使用されるポリイミド層に対して、特に有害である。これらの工程中に、処理ガスにより絶縁層が腐食し、その結果として電極が露出されるようになり、そのため、処理中に基板チャックが損傷し、基板全体の損失をもたらし、莫大なコストを費やすことになる。
【０００５】
更に、基板が破壊又は破砕されると、尖った縁部を有する破砕片ができ、この基板の破砕片は、ポリイミドフィルムに突き刺さり易く、これによってチャックの電極を露出させることになる。この基板の破片は、更に基板の裏面からポリイミドフィルムに移されることがある。絶縁層にピンホールが１個でもあって、電極が露出していると、電極とプラズマの間にアークを生じることになり、チャック全体の交換が必要になる。
【０００６】
更に、上述の静電チャックの製造工程は、感圧性又は感熱性接着剤の使用を必要とし、かつ、手間のかかる回路構築が必要になる。例えば、銅電極回路は、ポリイミドフィルム上に電気メッキすることにより形成できる。この電極を形成した後、第２のポリイミドフィルムが、感圧性又は感熱性接着剤により該電極層上に接着されることになる。この多層構造体は、続いて感圧性又は感熱性フェノール接着剤によりチャック基体に接着される。これらの製造工程は、複雑であるばかりでなく、多数の製造段階と長い製造時間を必要とする。したがって、改善された静電チャックと、その簡単な製造方法を提供する必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一実施形態は、第１誘電層と第２誘電層との間に埋め込まれた、予め形成された電極を有する、可撓性積層体を含む静電チャック組立体である。第１誘電層は、ポリアリールエーテルケトン材料から構成することができる。このポリアリールエーテルケトンを含む第１誘電層は、露出された基板支持表面を有する。第２誘電層は、露出された接合表面を有する。別の実施形態では、静電チャック組立体は、可撓性積層体の第２誘電層の接合表面に接着されたペデスタルを更に含む。この接合表面とペデスタルとの間の剥離強度は、約２ポンド（約０．９１キログラム）／インチ長から約１４ポンド（約６．３５キログラム）／インチ長の間である。
【０００８】
別の実施形態では、静電チャック組立体は、基板支持ペデスタルと、この基板支持ペデスタルに接着層により接合された可撓性積層体とを有する。接合表面とペデスタルとの間の剥離強度は、約２ポンド（約０．９１キログラム）／インチ長から約１４ポンド（約６．３５キログラム）／インチ長の間である。可撓性積層体は、更に、第１誘電層と、第２誘電層と、該第１誘電層と第２誘電層との間に配置された、予め形成されたシート電極とを備えている。この第１誘電層と第２誘電層は、熱可塑性材料により、又は接着剤により、接合することができる。別の実施形態では、第１誘電層は、ポリアリールエーテルケトン材料から形成される。更に別の実施形態では、第１誘電層は、ポリアリールエーテルケトン材料から形成され、第２誘電層はポリイミドから形成される。
【０００９】
更に別の実施形態では、静電チャック組立体の製造方法が、ポリアリールエーテルケトン層と誘電層との間に予め形成されたシート電極を配置すること、前記ポリアリールエーテルケトン層と誘電層とを互いに接合すること、該誘電層をプラズマ処理すること、プラズマ処理した誘電層を基板支持ペデスタルに接合することを含む。誘電体層と基板支持ペデスタルとの間の接合は、約２ポンド（約０．９１キログラム）／インチ長から約１４ポンド（約６．３５キログラム）／インチ長の間である剥離強度を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
上記した本発明の特徴の内容が詳細に理解できるように、上記要約した本発明の更に特別の態様を、添付図面に例示した複数の実施形態を参照して説明する。しかしながら、添付図面は、本発明の典型的な実施形態だけを示しているのであり、本発明の範囲を制限するものと理解すべきではなく、本発明には、他に有効な実施形態も同様に含まれることに留意すべきである。
【図１Ａ】本発明による静電チャック組立体の一実施形態を示す概略断面図である。
【図１Ｂ】図１Ａにおける静電チャック組立体の概略分解断面図である。
【図１Ｃ】図１Ａにおける静電チャックの基板受け表面部分の拡大概略断面図である。
【図２】静電チャック組立体が使用される例示的な処理室を示す概略断面図である。
【図３】例示的な処理室が使用される、例示的なクラスターツールを示す概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明は、一般的に、処理において基板を保持する高効率静電チャック組立体を提供する。この高効率静電チャック組立体は、基板支持ペデスタルに接合された可撓性積層体を備える。この可撓性積層体は、２つの誘電層の間に配置された電極を有する。特に、この可撓性積層体の少なくとも上側、即ち第１誘電層は、ポリアリールエーテルケトン、例えば、標準グレードの、或いは、内部に含まれる金属イオンのレベルが極端に低い、高純度グレードのポリアリールエーテルケトンとすることができる。ポリアリールエーテルケトンは、現在静電チャックに使用されているポリイミドフィルム又は他のポリマーフィルムと比較して、摩耗抵抗、高温度抵抗、プラズマ抵抗、化学的腐食抵抗、電気的安定性、及び強度において優れている。更に、可撓性積層体は、静電チャックの表面を横切る方向の温度分布が改善されるような利点をもたらすように、第１誘電層の基板支持表面を艶消し仕上げとしてもよい。可撓性積層体の基板非支持側の面は、所望の表面仕上げをもたらすようにプラズマ処理することができ、その後で、この面が接着剤によりペデスタルに接合され、従来のポリマー型静電チャックに比べて優れた接合強度と熱伝導性を備えるものとなる。静電チャックの電極は、均一に厚み制御が可能な予め形成されたシート電極とすることができ、これによって、製造し易さを向上させるとともに、良好なチャック性能をもたらすことができる。
【００１２】
図１Ａは、本発明による静電チャック組立体１００の一実施形態を示す概略断面図である。静電チャック組立体１００は、少なくとも可撓性積層体１１２を有する。静電チャック組立体１００は、また、アクリル、エポキシ、ネオプレン、その他の適切な接着剤のような接着層１０８により、可撓性積層体１１２に接合された基板支持ペデスタル１１０を有するものとすることができる。この可撓性積層体１１２は、電極１２２が埋め込まれた誘電部材１２０を備える。この電極１２２は、誘電部材１２０の一方に予め形成されるか、電着することにより形成することができる。この電極１２２は、予め種々の形状に形成してもよく、かつ、単極構成又は双極構成としてもよい。この誘電部材１２０は、少なくとも第１誘電層１２４と第２誘電層１１４とを備え、その間に電極１２２が設置されたものとすることができる。一実施形態では、第１誘電層１２４は、基板支持ペデスタル１１０に接合され、この上に電極１２２が配置される。第２誘電層１１４は、電極１２２及び第１誘電層１２４の上に配置される。第１誘電層１２４及び第２誘電層１１４は、接着剤により互いに接合され、これによって、２つの誘電層間に電極１２２を挟むようにすることができる。代わりに、第１誘電層１２４及び第２誘電層１１４が、熱可塑性を利用して互いに接合され、この誘電層間に電極１２２を挟むようにしてもよい。
【００１３】
第１誘電層１２４と第２誘電層１１４の各々の厚みは、約２５μｍから約７５μｍまでの間とすることができる。各誘電層１２４、１１４の厚みは、熱伝導性及び特殊なチャック用途の要求に対して最適となるように選択することができる。誘電層１２４、１１４は、各々が材料の単層を含むものとしてもよく、また、任意であるが、誘電層１２４、１１４の一方又は両方が、複数の材料層を含むものとすることもできる。
【００１４】
基板支持ペデスタル１１０は、プラズマ処理室において使用される、アルミニウム又はステンレス鋼のような、通常の材料を含むペデスタルとすることができる。基板支持ペデスタル１１０は、開口１１１を有するものとすることができ、この開口を通して導電性延長部１１６が延びて、電気接点表面１１８を構成し、この電気接点表面を通して、電源を電極１２２に接続することができる。一実施形態では、この導電性延長部１１６は、電極１２２の一体部分であり、すなわち、導電性延長部１１６と電極１２２とは単一体であり、この単一部品は、部品数を最少にし、強固な電気的接続を保証し、製造費を低減し、組立を簡易にする。この導電性延長部１１６は、支持ペデスタル１１０の底面に接着することができる。他の方法として、この導電性延長部１１６は、電極とは別に、冶金ロウ付け、その他、別方法で電極１２２に電気的に接続してもよい。約２００ボルトから約３０００ボルトの範囲の高電圧を電極１２２に印加して、絶縁誘電性フィルムに極性を生じさせ、第２誘電層１１４の基板支持表面１３２上に静電気を誘起して、静電気クーロン力により、基板が支持ペデスタル１１０に引きつけられ、保持されるようにする。基板支持ペデスタル１１０には、流路１１３を配置し、この流路１１３を通じて熱伝達流体を流して基板温度の制御を支援することができる。
【００１５】
第１誘電層１２４の基板支持表面１３２に支持された基板に良好な熱伝達をさせるために、流路１２８を通して熱伝達ガスを第１誘電層１２４の基板支持表面１３２に送ることができる。この流路１２８は、第１誘電層１２４の基板支持表面１３２に形成されたガス通路（図示略）に通じるものとすることができる。この通路は、様々な形状の形態とすることができる。基板処理中に、この流路１２８を通して、熱伝達ガスをガス通路に送ることができる。
【００１６】
可撓性積層体１１２の第１誘電層１２４と第２誘電層１１４は、誘電性シート又は誘電性フィルムから製造することができる。別の実施形態では、該可撓性積層体１１２の第１誘電層１２４と第２誘電層１１４の一方又は両方は、スピン蒸着法、スプレイ蒸着法、その他の適切な蒸着処理法によって製造することができる。一実施形態では、可撓性積層体１１２の第１誘電層１２４と第２誘電層１１４の一方又は両方は、ポリアリールエーテルケトンのような高純度の熱可塑性フィルムから形成することができる。可撓性積層体１１２の第１誘電層１２４及び／又は第２誘電層１１４に使用されるポリアリールエーテルケトンフィルムは、標準グレードのポリアリールエーテルケトン、又は、内部に含まれる金属イオンレベルが極端に低い高純度のポリアリールエーテルケトンとすることができる。ここで、高純度とは、下記の金属、すなわち、アルミニウム、アンチモン、ヒ素、バリウム、ベリリウム、ビスマス、ホウ素、カドミウム、カルシウム、クロム、コバルト、銅、ガリウム、ゲルマニウム、ハフニウム、インジウム、鉄、鉛、リチウム、水銀、マグネシウム、マンガン、モリブデン、ニッケル、ニオビウム、リン、カリウム、ルビジウム、スカンジウム、セレン、ケイ素、銀、ナトリウム、ストロンチウム、硫黄、タンタル、テルル、タリウム、スズ、チタン、タングステン、バナジウム、イットリウム、亜鉛、ジルコニウムの各々を、１ｐｐｍより多く含まないものと定義される。一実施形態では、第１誘電層１２４及び第２誘電層１１４の少なくとも一方は、高純度ポリアリールエーテルケトンではなく、ポリイミドフィルムその他の適当な熱可塑性フィルムから形成される。例えば、第１誘電層１２４を、高純度ポリアリールエーテルケトンから形成し、第２誘電層１１４を、ポリイミドにより形成することができる。更に別の実施形態では、第１誘電層１２４は、高純度ポリアリールエーテルケトンにより形成し、スピン蒸着又はスプレイ蒸着された電極１２２を備え、第２誘電層１１４はポリイミドにより形成する。
【００１７】
少なくとも高純度のポリアリールエーテルケトンを含む第１誘電層１２４を有する可撓性積層体１１２は、従来のポリイミドフィルムだけを含む静電チャックと較べて、優れた機械的強度と破裂耐性とを有する。上記したように、基板の粒子は、ウェーハ裏面又はウェーハ破損個所から可撓性積層体１１２の表面に移ることがある。第１誘電層１２４が破れると、処理室内の電極１２２とプラズマの間でアークを引き起こすことがある。したがって、少なくとも第１誘電層１２４に高純度のポリアリールエーテルケトンを使用することにより、基板の粒子による突き破りに対する保護を与えて、可撓性積層体１１２の寿命を顕著に延ばすことができる。
【００１８】
更に、少なくとも部分的に高純度のポリアリールエーテルケトンを含む可撓性積層体１１２を備えるようにすることにより、摂氏２００度を超える温度処理環境などに対して、優れた高温抵抗が得られる。高純度のポリアリールエーテルケトンを含む可撓性積層体１１２は、更に、アルカリ、芳香族系炭化水素、アルコール、炭酸水素塩を含めた広範囲の化学的環境の下で優れた化学的抵抗を示す。
【００１９】
高純度のポリアリールエーテルケトンは、優れたプラズマ抵抗を有するものでもある。例えば、１００％酸素（Ｏ2）ガスを使用した前洗浄プラズマエッチング処理において、１０．３ｃｍ2の板材に対して、１００時間のプラズマエッチングを施した場合、質量損失は０．１４ｇ／ｃｍ2より低い値となる。この特性は、ポリイミドフィルムを含む静電チャックで基板支持表面を洗浄するときに必要であった、処理室を開けて、処理室内を汚染物質に曝す必要性を伴わずに、可撓性積層体１１２の基板支持表面１３２を、チャック作用のパラメータが最適になるように前処理し、洗浄することを可能にするものである。
【００２０】
高純度のポリアリールエーテルケトンは、また、多くの腐食性の強いガスに耐性を有する。例えば、可撓性積層体１１２は、追加の保護カバーの必要を無くし、塩素ガス（Ｃｌ2）、三塩化ホウ素ガス（ＢＣｌ2）、四フッ化炭素ガス（ＣＦ4）、及びフルオロホルムガス（ＣＨＦ3）などの腐食性ガスを含む処理環境において使用することができる。この特性は、処理室における各清浄工程間の時間を長くした状態で可撓性積層体１１２を使用することを可能にし、単にポリイミドフィルムにより構成された静電チャックを用いるのと較べて、時間面において優れたシステムをもたらす。
【００２１】
第１誘電層１２４が高純度のポリアリールエーテルケトンにより形成され、かつ、第２誘電層１１４がポリイミドにより形成された実施形態においては、可撓性積層体１１２は、ポリアリールエーテルケトンが基板及びプラズマに対して露出されることによる、処理結果の改善と、製造寿命の延長という性能上の利点と、ポリイミド材料を基板支持ペデスタル１１０と電極１２２の間に配置することによる、価格の節約と支持ペデスタルに対する接着力の改善という利点が得られる。
【００２２】
図１Ａの可撓性積層体１１２は、更に、高純度のポリアリールエーテルケトンを使用することにより、従来のポリイミドフィルムと比較して、簡単であり、製造が容易である、という利点が得られる。第１誘電層１２４と第２誘電層１１４のうちの少なくとも一方に高純度のポリアリールエーテルケトンを使用する１つの利点は、材料の熱可塑性にあり、幾つかの実施形態では、この特性が、第１誘電層１２４を第２誘電層１１４に熱可塑的に接合するのを容易にする。
【００２３】
上述したように、電極１２２は、予め形成するか、又は誘電材料１２０の一方に電着することができ、その厚みは、５μｍから４０μｍの範囲にすることができる。予め形成したシートを電極１２２に使用する１つの利点は、製造を容易にし、かつ欠陥を減少させことにある。例えば、予め形成された電極１２２を使用すると、均一な製造ができ、かつ、検査も容易になり、製造費を低減し、品質を向上させる。更に、電気メッキされた銅回路は、最大２２％の厚み不均一性を呈することがあり、かつ、電極を形成する前に、誘電部材１２０上に蒸着されるチタンシード層のような、シード層が必要になる。この不均一性は、完成した静電チャックの性能（すなわち、保持力）に有害な影響を与える。更に、電極１２２により覆われていないシード層部分は、アーク発生の可能性を高める。逆に、電極１２２に予め形成されたシートを使うと、個々の可撓性積層体を非常に均一な厚みのものとすることができ、従来の静電チャックに較べて、均一なチャック効果を果たし、優れたチャック性能をもたらす。
【００２４】
図１Ｂは、チャック組立体１００を分解した概略断面図である。本発明の一実施形態によれば、銅電極のような電極１２２が、第１誘電層１２４と第２誘電層１１４の間に予め形成されるか、埋め込まれて、可撓性積層体１１２を形成する。この電極１２２は、例えば、銅シートのように、予め形成された導電シート（即ちフィルム）とすることができる。一実施形態では、この電極１２２は、剥離ライナーに電着された、予め形成された導電性銅シートである。電極１２２にシートを使うと、従来の静電チャックに使われている電気メッキ又はワイヤメッシュを使うものよりも、厚みの均一な、著しく優れた電極が得られる。更に、電極１２２にシートを使うと、電気メッキ層を使って得られる厚さよりも、大幅に厚い電極を構成することを可能にする。一例では、電極１２２は、５μｍから４０μｍまでの範囲で選択される厚みの銅シートから形成することができる。厚みの均一性は、約１０％未満にすることができる。結果として、本発明による電極１２２は、先行技術における一般的な静電チャックと較べて、表面の均一性を増して、静電チャック組立体１００全体で、より均一な基板保持力を備えるものとなる。更に、この静電チャックのアーク耐性は、電極１２２の平滑性と厚み均一性が増大することにより、先行技術の静電チャックと較べて改善される。更に、先行技術における電気メッキ工程を省くことによって、本発明による静電チャックは、電気メッキ処理中に使用される、チタン又は類似の材料のような材料で、処理室が汚染される可能性を低減する。
【００２５】
電極１２２は、可撓性積層体１１２の第１誘電層１２４及び／又は第２誘電層１１４に接合することができる。一実施形態では、電極１２２は、可撓性積層体１１２の第２誘電層１１４に、熱及び圧力により直接溶着される。電極１２２と、可撓性積層体１１２の第２誘電層１１４とを直接溶着することにより、予め形成された電極１２２を使用する際に、従来の静電チャック組立体で使われていた、メッキ電極と誘電層との間に銅シード層を設ける必要が無くなる。銅シード層が無くなるので、製造費並びに製造上の複雑さを減少させることができ、一方で、性能劣化に繋がる剥離及び破壊を生じにくくなり、より頑強な接合とすることができる。
【００２６】
第１誘電層１２４を第２誘電層１１４に接合して可撓性積層体１１２を構成するために、接着剤１５０が使用される。上述したように、これに代えて、可撓性積層体１１２は、第１誘電層１２４と第２誘電層１１４とを加熱及び加圧により熱可塑的に接合して、可撓性積層体１１２を構成してもよい。一実施形態では、接着剤１５０は、アクリル、エポキシ又は、ネオプレン接着剤とすることができる。別の実施形態では、接着剤１５０は、例えば、透明アクリル接着剤のような、光学的に透明な接着剤とする。光学的に透明な他の適切な接着剤を使用してもよい。光学的に透明な接着剤を使用すると、接着剤１５０内の、接合不良及び／又は熱伝達性能不良の原因になる、不純物及び汚れの検査を改善することが容易になる。このように、光学的に透明な接着剤１５０は、個々のチャック間の変動を少なくして、より頑強な静電チャック組立体１００を提供する。更に、第１誘電層１２４は透明である場合には、光学的に透明な接着剤１５０を使用すると、可撓性積層体１１２の第１誘電層１２４と第２誘電層１１４とを接合した後での、電極１２２の検査が可能となる。一実施形態においては、この接着剤１５０の厚みは、０．５μｍから２．０μｍの間である。
【００２７】
可撓性積層体１１２の基板支持表面１３２は、接合処理前か、接合中或いは接合後のいずれかで、該面に所望の表面粗さ、即ち艶消し仕上げを形成するための処理を施すことができる。基板支持表面１３２は、この代わりに、光沢仕上げを有するものとすることもできる。可撓性積層体１１２の基板支持表面１３２に艶消し仕上げをすると、従来のポリマー型静電チャックにない多くの優れた利点が得られる。例えば、艶消し仕上げの突起が基板支持表面１３２より上方に延び、基板がこの突起上に支持されることになるので、結果として基板と接する面積が減少し、かつ、流路１２８からの熱伝達ガスにより、基板表面全体を良好な温度分布にすることを可能にする。更に、基板と、可撓性積層体１１２の基板支持表面１３２との接触面積が減少することにより、基板及び／又は処理条件に対する感度を低下させることができる。例えば、可撓性積層体１１２は、普通の仕上げ面をもつ静電チャックと較べて、擦り傷や粒子の突き刺さりを受ける傾向を生じ難くなる。図１Ｃは、可撓性積層体１１２の基板支持表面１３２の拡大した概略断面図である。図１Ｃから分かるように、基板支持表面１３２は、該表面にわたって形成された複数の突起、即ちメサ形状部１３４を有するものとなる。このメサ形状部１３４は、基板支持表面１３２から距離（ｄ）だけ上方に延びており、互いに隙間１３６だけ離れている。
【００２８】
可撓性積層体１１２の第２誘電層１１４に形成されたペデスタル受け表面１３８は、可撓性積層体１１２と該支持ペデスタル１１０との間の接合強度を高めるため、所望の表面仕上げとなるように処理することができる。一例においては、ペデスタル受け表面１３８は、酸素又は腐食性ガス（例えば、Ｏ2、ＣＦ4）で生成されたプラズマによりエッチング処理される。プラズマ処理は、支持ペデスタル１１０に接合するための、ペデスタル受け表面１３８に表面積を増加させた表面仕上げを形成する。例えば、プラズマ処理により、ペデスタル受け表面１３８の突起を、１平方ミクロン当たり最低でも２００％増加させることが分かっている。更に、プラズマ処理により、ペデスタル受け表面１３８の突起輪郭を、より丸味のある輪郭に変化させることも知られている。ペデスタル受け表面１３８の突起数と丸味のある輪郭の両方を増加させることにより、これら突起の表面粗さが少なくとも６３Ｒaに維持されて、支持ペデスタル１１０に対する接着力を増大する。実際に、ペデスタル受け表面１３８を所望の表面仕上げに処理すると、後で述べるように、可撓性積層体１１２と支持ペデスタル１１０との接合力、即ち剥離力が著しく増大させられる。表面処理方法は、他の技術を使用して実施してもよいことが意図されている。表面をプラズマ処理すると、不純物を除去できて、第２誘電層１１４のペデスタル受け表面と支持ペデスタル１１０との間の接合力がより高まることが分かった。
【００２９】
ペデスタル受け表面１３８を処理した後で、可撓性積層体１１２は、支持ペデスタル１１０に接着剤１０８により接合される。一例では、接着剤１０８は、アクリル、エポキシ又はネオプレン接着剤である。別の実施形態では、接着剤１０８は、光学的に透明な接着剤、例えば、透明アクリル接着剤である。他の好ましい光学的に透明な接着剤を使用してもよい。光学的に透明な接着剤を使用することは、接着剤１０８内の、接合不良及び／又は熱伝達性能不良になる恐れのある不純物及び汚れに対する検査の改善にとって、助けとなる。このように、光学的に透明な接着剤１０８を使用すると、個々のチャック毎の変動を少なくして、より頑強な静電チャック組立体１００が提供できる。接着剤１０８の使用により、静電チャックの接合工程で従来一般的に使用されてきたフェノール接着剤と違い、接着層厚みを増すことが可能になり、可撓性積層体１１２の横方向の温度分布形状を均一に維持するのに重要な熱伝導性を犠牲にすることなく、接合力、即ち剥離力を増加させる。例えば、この接着剤１０８は、厚みが０．５ミルから１ミルの範囲で使用することができる。更に、ペデスタル受け表面１３８をプラズマ処理することと、接着剤１０８を利用することを組合せると、基板支持ペデスタル１１０と可撓性積層体１１２の間の剥離力を、従来のポリマーを使用した静電チャックよりも大きい値にできることが見出された。一例では、可撓性積層体１１２と基板支持ペデスタル１１０との間の剥離力は、アクリル接着剤１０８を使って、約２ポンド（約０．９１キログラム）／インチ長から約１４ポンド（約６．３５キログラム）／インチ長の間とされる。
【００３０】
ここで、電極回路を組立て、感圧性又は感熱性接着剤により誘電層間を接着することの必要性は、ポリイミドが使用される時のようには、必要とされない。したがって、本発明による可撓性積層体１１２の実施態様の製造工程は、大幅に簡略化することができ、また、ポリイミドフィルムを使って製造された従来の静電チャック組立体と較べて、より信頼性が高く、かつ、再現性のある、より生産性の高い静電チャックを提供することができる。
【００３１】
更に、本発明によるチャック組立体１００を再生する工程は、従来の静電チャック組立体のものと較べて、著しく簡単にすることができる。一実施形態では、使用済みの可撓性積層体１１２は、酸素プラズマ処理のようなプラズマ処理により、支持ペデスタル１１０から取り外される。支持ペデスタル１１０は、続いて、腐食性ガスかプラズマによる処理、酸性溶液による処理、塩基性溶液による処理、ビードブラスト、その他の、プラズマ処理室内で部品を清浄にする従来方法の１つか複数を使い、清浄化される。支持ペデスタル１１０の上面は、機械仕上げされ、セラミックの被覆又は陽極酸化のような改質塗膜形成による塗膜を追加して、再表面仕上げされ、新規な可撓性積層体１１２を受け入れるために、上面が修正される。続いて、新規な可撓性積層体１１２が準備されて、上記したような表面処理が行われる。この可撓性積層体１１２は、続いて清浄化された基板支持ペデスタル１１０に、上記のような接着剤１０８により接合される。
【００３２】
図２は、静電チャック組立体１００が使用される例示的な処理室２００を示す概略断面図である。図示した処理室２００の例は、プラズマエッチング処理に適するものである。しかしながら、本発明の静電チャック組立体１００は、化学的蒸着法、物理的蒸着法、イオンビーム照射法のような、他の処理工程を実施する処理室にも使用することができる。
【００３３】
この処理室２００は、側壁２３５、天井２４５、及び、静電チャック組立体１００が置かれる底２５０を有する。この静電チャック組立体１００は、上記したように、基板を支持し保持する。ガスは、処理ガス源２８３からガスの供給を受ける複数のノズル２８５を備えるガス供給体２８０によって、ガスを処理室２００内に導入することができる。ノズル２８５を通して供給されるガス流は、１又は複数のガスバルブ２８４により制御することができる。ガスは、高周波（ＲＦ）又はマイクロ波のような電磁エネルギーをガスに接合することにより、励起されて、プラズマを形成する。図２に示すように、この処理室２００においては、電源供給アンテナ２９０から、処理室２００の天井２４５付近にあるインダクターアンテナ２９５に高周波電圧ＲＦを印加して、ガスを、誘導的に励磁することができる。任意であるが、電極への電圧供給源２１０から、静電チャック組立体１００の電極１２２に高周波電圧ＲＦを印加し、対向する天井２４５を電気的に接地することで、ガスを、静電容量的に励磁することもできる。基板２２５の温度は、熱伝達ガス源２３０により供給される熱伝達ガスを通じて制御することができる。使用済みのガス並びに副次生成物は、真空ポンプ２１２、スロットルバルブ２１５を含むことのできる排出システム２２０を通じて、処理室２００から排出することができる。
【００３４】
図３は、例示的な処理室を使用することができる例示的なクラスターツール３００を示す概略平面図である。処理室２００は、電気系統、配管系統、並びに処理室２００を支援する他の機構を備えているクラスターツール３００に取付けることができる。このクラスターツール３００は、複数の処理室２００の間において、真空を壊さずに、かつクラスターツール３００外の湿気や汚染物質に基板を曝すことなく、基板２２５を搬送する能力を備えることができる。このクラスターツール３００は、負荷固定室２０６及び処理室２００-２０４に連結された移送室２０５を含んでいる。この負荷固定室２０６は、基板２２５を、このシステムより外の周囲環境と、移送室２０５及び処理室２００-２０４内部の真空環境との間で移送可能にする。この負荷固定室２０６は、１つ又は複数の基板２２５を保持する、１つ又は複数の退避領域を備えることができる。この退避領域は、基板２２５をクラスターツール３００に送り込む間はポンプ作用を弱め、クラスターツール３００から基板２２５を送り出す間は通気される。移動室２０５は、この中に、基板２２５を負荷固定室２０６と処理室２００-２０４との間で移送するのに適した移送ロボット２０７を備えることができる。図３には、５つの処理室を示したが、このクラスターツール３００は、任意の最適な処理室数にすることができる。
【００３５】
要約すると、２層の高純度な熱可塑性フィルムの間に埋め込まれた、予め形成された電極を含む可撓性積層体１１２を含む、高効率静電チャック組立体が提供される。特に、基板支持表面を構成する少なくとも第１誘電層は、内部に含まれる金属イオンのレベルが非常に低い、高純度ポリアリールエーテルケトンのような、高純度の熱可塑性フィルムから製造される。高純度のポリアリールエーテルケトンは、現在静電チャックに使用されているポリイミドフィルム又は他のポリマーフィルムと比較して、摩耗抵抗、高温度抵抗、プラズマ抵抗、化学的腐食抵抗、電気的安定性、及び強度において優れている。更に、幾つかの可撓性積層体の実施形態では、静電チャックの表面の温度分布が改善される利点をもたらすように、基板支持表面上を艶消し仕上げとすることができる。可撓性積層体の基板非支持側の表面、即ちペデスタル受け側は、プラズマ処理されて、所望の表面仕上げにすることが可能であり、続いて接着剤によりペデスタルに接合されることにより、従来のポリマー型静電チャックと較べて、優れた接合強度を示すことになる。任意のプレート電極は、単純な構造にするのに使用することができ、個々のチャック間の変動をより少なくして、温度の均一性を改善することができる。
【００３６】
上述した説明は、本発明の実施形態に向けたものであるが、本発明の別の実施形態又は更なる実施形態は、その基本的な範囲から逸脱することなく想到することができ、その範囲は、以下に示す特許請求の範囲により定められる。
【符号の説明】
【００３７】
１００  静電チャック組立体
１０８  接着層
１１０  基板支持ペデスタル
１１２  可撓性積層体
１１４  第２誘電層
１２０  誘電部材
１２２  電極
１２４  第１誘電層
１３２  基板支持表面
２００  処理室
２０５  移送室
２０６  負荷固定室
２１０  電圧供給源
２２０  排出システム
２２５  基板
２３０  熱伝達ガス源
２３５  側壁
２４５  天井
２５０  底
２８３  処理ガス源
２８５  ノズル
２９０  電源供給アンテナ
２９５  インダクターアンテナ
３００  クラスターツール
【図１Ａ】
0005813441.tif 000002
【図１Ｂ】
0005813441.tif 000003
【図１Ｃ】
0005813441.tif 000004
【図２】
0005813441.tif 000005
【図３】
0005813441.tif 000006